重大突破！全球首例3D细胞打印心脏问世！或拯救数百万人！|163

试想一下，你身上的某个器官或者组织出现了状况，你正担心能否找到稀缺的捐献器官，这时候，医院用3D打印机列印出了一个全新的器官移植到你体内，就像换掉一个机器上的老旧零件一样简单......

以色列特拉维夫大学研究人员15日宣布，他们成功以病人自身的组织为原材料，3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏，这在全球尚属首例。不过，目前制作出的3D心脏虽可以收缩，但尚未具备泵血等功能，还需进一步培养。

研究人员当天在以色列中部城市特拉维夫举行发布会，展示了这颗樱桃大小的3D心脏，并表示这是一项“重大医学突破”，为未来打印可用于移植的心脏提供了可能。

重大医学突破： 这颗“心”很完整：细胞、血管、心室和心房，一样都不少！

研究项目负责人、特拉维夫大学教授塔勒·德维尔说，过去研究人员只成功3D打印出没有血管的“简单”心脏，而他们此次借助病人自身的组织和血管，3D打印出了拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。

量身定做： 原材料来自人体组织：可解决供体短缺和排异反应的问题

由于3D心脏的组织和细胞来自病人自身，移植后有望显著降低受体排异反应。

德维尔表示，使用患者自身组织作为“原材料”，“患者将不再需要一直等待或服用药物来防止排异反应。相反，这项技术能将患者所需的器官打印出来，且能为病人量身定做。”

另一方面，这一研究给心力衰竭患者带来“福音”。根据世界卫生组织的数据，心血管疾病是全球导致死亡的重要原因。而目前对于病情严重的病人来说，器官移植是唯一的选择。但由于捐赠者数量有限，不少患者在等待中死亡。如今，3D打印技术可能会在医学界开辟出一条新道路，为未来的器官移植铺平道路。

德维尔说，希望在未来十年内，全球最好的医院都拥有人体器官3D打印机，能够常规地为患者打印器官进行移植手术。他也表示，医院可能会从比心脏更简单的器官开始。

打印过程： 打印耗时约３小时：借助基因改造技术，制成“生物墨水”进行打印

德维尔告诉记者，这颗3D心脏是模拟人的心脏结构打印出来的。这颗心脏虽然长度只有2.5厘米，大小与一颗兔子心脏相仿，但它拥有完整的细胞、血管和心腔。

研究人员介绍，他们首先从一名病人体内提取脂肪组织，分离出细胞和细胞外基质，再借助基因改造技术将细胞转变成干细胞，让这些干细胞分化成心肌细胞和促血管生成的细胞，然后将这些细胞与细胞外基质加工成的水凝胶混合，制成“生物墨水”，最终装入3D打印机进行打印。

当天展示的3D心脏，打印耗时约3个小时，大小约是人类心脏的百分之一。德维尔说，打印与人类心脏大小相当的心脏所需技术基本相同。

后续研究： 让它成为“真正的心脏”：一年后将移植到动物体内进行测试

不过，目前这颗心脏并不能“正常工作”。德维尔表示，“当前，细胞可以收缩，但不具备泵血能力。”其它技术难题还包括如何制造与人体心脏同样大小的心脏，如何打印全部细小的血管。

在现阶段，特拉维夫大学研发的3D打印心脏的大小仅适合兔子。研究人员说，他们接下来将在实验室培养3D心脏，“教会”这些人造心脏如何像真正的心脏一样“工作”，希望大约一年后把打印心脏移植到动物体内进行测试。

资料图

专家解读： 用3D打印“真心”，还有很长的路

以色列研究人员的这个突破引起了全世界的关注。等以后这种3D生物打印技术成熟了，是不是想打什么器官就可以打什么器官？心肺衰竭的患者不用再苦苦等供体？甚至，哪样器官老化了，不等衰竭就能打一个出来重新换上？

南医大二附院副院长、心血管病中心主任李庆国告诉记者，这颗小心脏确实是3D打印生物工程在心脏方面的一个突破。李庆国告诉记者，目前临床上使用较多的3D打印，主要是基于医学影像来还原患者心脏、骨骼等病变器官的样子，使原本平面的医学检查立体化，让病人和医生更为直观地观察与沟通，并根据模型反映的实际情况量身定做手术方案，保证手术精度。这其实是比较简单的技术。

真正3D打印出器官，包括器官的再生、再造，都是医疗前沿关注的问题，近年来全世界不少科研机构也不断有好消息传出来，但仍然有生物数据处理、生物材料的选择、打印设备研发、打印后活体组织存活等很多技术性的难题。

采用自体组织“打印”器官后植入人体，最大的好处是解决了供体短缺和排异的问题。李庆国表示，这次3D打印出了一颗完整的心脏，是一个突破，但也只是开了个头。

目前这颗“心”太小了，有结构而没有功能，还没办法承担起心脏的责任。以后即使打印出了和正常心脏一样大的人工心脏，还需要一系列严谨的实验来证明其安全性，人类离使用“人造器官”，还有很长一段路要走。伴随人造器官而来的伦理问题，也需要进一步被讨论。

3D打印活体器官需要克服三个挑战

1、需要解决打印过程中细胞能否存活、能否发育、能否变异甚至肿瘤化的问题。

2、3D生物打印机必须满足生物仿生对制造精度、准确性的极高要求。

3、组织及器官是由多材料及多细胞组成的非均质体系，对制造学要求也极高。

3D打印医学史：

在特拉维夫大学的研究之前，3D打印技术已经多次应用于医学领域，不过基本是以打印骨骼和模型为主。

2014年，中国西安的京西医院，采用3D打印技术打印颅骨，帮助一名半边颅骨受伤凹陷的农民重建了半个头盖骨。

同样在2014年，北京大学研究团队使用3D打印技术制作了一根脊椎，并成功地植入一名12岁男孩体内，这属全球首例。

2015年，日本筑波大学的团队曾宣布，已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型，不过这些内脏器官模型主要用于研究，且由于价格高昂，在临床上没有得到普及。

2006年，3D生物打印研究重镇美国韦克福雷斯特大学团队，曾在成功利用细胞扩增技术在体外培植膀胱。该年2月，研究团队利用新开发的3D生物打印系统打印出人造耳朵、骨头和肌肉组织，移植到动物身上后都能保持活性。

2016年底，四川大学华西医院研究团队还利用取自恒河猴自体的脂肪间充质干细胞制备成3D生物打印墨汁，应用自主研发的3D生物血管打印设备构建出具有生物活性的人工血管，并将其置换恒河猴体内一段腹主动脉，实现血管再生。

展望：

在英国，心血管疾病占到人们死亡原因的26%，而且等待心脏手术的患者也特别多。这一医学突破将能够减少患者们的手术等待时间，而且能够拯救全世界数百万条生命，因为患者们不再需要等待心脏捐赠者的出现。不仅如此，与传统的器官移植相比，3D打印的这些细胞来自患者自身，这样就会使排异反应和并发症的风险降到最低。

研究人员表示，或许10年后，医院将逐渐开始配备器官打印机，按需要完成器官打印过程。接下来他们会进一步对打印心脏技术进行探索，让这些细胞像人类心脏一样收缩，与其它器官协同合作。

笔者见解：

当3D打印器官和组织变得更加成熟时，广泛应用于人体组织，那么以后某些人将永远活着。这些人只需花钱3D打印出新器官替代问题器官就能让自己再次复活，到那个时候，或许世界上再无癌症和难以治愈的疾病，这对于健康来说是件好事，但前提是你可能要有资本去实现手术。所以最终的结果或许是某些人永远掌握着世界，而他们或许会得到永生。听到这里，不知道占世界人口绝大部分的非富人会作何感想呢？《无间道》主题曲有一句歌词说的很好：“谁能改变人生的长度，谁知道永恒有多么恐怖！”

如果有需要，您会给自己更换一颗3D打印心脏吗？请在留言区评论。